微生物學第九章微生物的生態(tài)

第九章微生物的生態(tài)

微生物生態(tài)學(microbiologicalecology):是研究微生物在它們自然環(huán)境中的行為和活性。第一節(jié)自然環(huán)境中微生物的分布一、水生環(huán)境的微生物1、淡水型微生物（1）清水型水生微生物（2）腐敗型水生微生物2、海洋微生物二、空氣中的微生物表9－1不同條件下1M3空氣的含菌量條件數(shù)量畜舍1-2×106宿舍20000城市街道5000市區(qū)公園200海洋上空1-2北極（北緯80°）0（引自周德慶微生物教程第一版284頁）三、土壤中的微生物每克土壤的含菌量大體上有一個十倍系列的遞減規(guī)律：細菌（～108）＞放線菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻類（～104）＞原生動物（～103）四、生物體內(nèi)外生存的微生物1、人體及動物體的正常微生物菌群

2、植物體微生物菌群（1）根際微生物（2）附生微生物（3）內(nèi)生微生物乙酸光照圖9－2硫酸鹽還原細菌Desulfuromonas.acetoxidans與綠色光合細菌Chlorobiumsp.的互生機理硫酸鹽還原細菌細胞底物光合細菌細胞底物SH2SCO2CO2圖9－3植物的內(nèi)生菌根和外生菌根的橫切面的圖解唾液纖維質(zhì)飼料自然菌源瘤胃內(nèi)微生物大量繁殖CO2，CH4，H2等大量菌體在皺胃中消化排泄物牛奶，牛肉有機酸，乙醇瘤胃吸收從口中嘔氣圖9-4奶牛的瘤胃微生物代謝關系示意圖五、拮抗關系AB圖9－5微生物之間的拮抗現(xiàn)象（圖A是一種芽孢桿菌產(chǎn)生的細菌素對茄子黃萎病菌的拮抗作用；圖B是五株放線菌的菌絲瓊脂塊對黃瓜枯萎病菌的拮抗作用）六、捕食關系圖9－6食線蟲真菌撲食線蟲的實物照片（引自張克勤等編著的食線蟲菌物生物學2001）第三節(jié)微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用一、碳素循環(huán)CO2+H2O化石燃料呼吸作用O2+“CH2O”醇，有機酸，H2+CO2CH4光合作用發(fā)酵作用有氧環(huán)境無氧環(huán)境圖9－7碳、氫、氧元素在自然界中的循環(huán)三、硫素循環(huán)圖9－9硫元素在自然界的循環(huán)（紅箭頭表示植物與微生物共同進行的反應）SSO42-H2S生物體有機硫④異化性硫酸鹽還原①同化性硫酸鹽還原②脫硫作用③硫氧化作用⑤異化性硫還原③硫氧化作用四、磷的循環(huán)生物有機磷不溶性磷酸鹽磷酸或可溶性磷酸鹽與土壤中的鹽基結(jié)合產(chǎn)酸微生物的作用或磷肥的生產(chǎn)植物與微生物的吸收同化微生物的分解作用圖9-10微生物在自然界中磷元素的循環(huán)作用五、鐵的循環(huán)好氧環(huán)境厭氧環(huán)境Fe2+Fe3+Fe3O4Fe3O4厭氧的湖沼高鐵桿菌、還原金屬地桿菌、還原鐵地弧菌、乙酸氧化脫硫單胞菌、甲醇暗桿菌厭氧紫色光養(yǎng)細菌趨磁水螺菌未知的化學因素圖9-11鐵元素在自然界中的循環(huán)好氧的氧化亞鐵硫桿菌、嗜熱的流化葉菌屬等表9-2通過空氣傳播的主要病原菌及其引起的疾病病

原

微

生

物疾

病

名

稱細菌

結(jié)核分枝桿菌（Mycobacteriumtuberculosis）

肺炎鏈球菌（Streptococcuspneumoniae）

葡萄球菌（Staphylococcussp）

釀膿鏈球菌（Streptococcuspyogenes）

腦膜炎奈瑟球菌（Neisseriameningitidis）

白喉棒桿菌（Corynebacteriumdiphtheriae）

百日咳博德特氏菌（Bordetellapertussis）

鼠疫耶爾森氏菌（Yersiniapestis）

炭疽芽孢桿菌（Bacillusanthracis）

嗜肺軍團菌（Legionellapneumophila）細菌性疾病

肺結(jié)核

肺炎鏈球菌肺炎

葡萄球菌呼吸道感染

鏈球菌呼吸道感染

腥紅熱流行性腦脊髓膜炎白喉百日咳鼠疫肺炭疽軍團病病毒流感病毒鼻病毒等腮腺炎病毒麻疹病毒天花病毒水痘病毒風疹病毒腺病毒病毒性疾病流行性感冒普通感冒流行性腮腺炎麻疹天花水痘風疹急性咽炎、病毒性肺炎等其它病原微生物伯氏考克斯氏體（Coxiellaburnetii）肺炎支原體(Mycoplasmapneumoniae)星狀馬杜拉放線菌(Actinomaduraasteroides)莢膜組織胞漿菌(Histoplasmacapsulatum)新型隱球菌(Cryptococcusneoformans)干草小多孢菌(Micropolysporafaeni)其它疾病Q熱原發(fā)性非典型肺炎奴卡氏菌病組織胞漿病隱球菌病農(nóng)民肺表9-3通過糞便、污水進入水體的病原微生物（病原體）細

菌病

毒其

它沙門氏菌屬致賀氏菌屬致病性大腸桿菌變性桿菌屬克雷伯氏菌屬土拉熱弗朗西絲氏菌假單胞菌屬沙雷氏菌屬小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌空腸彎曲桿菌霍亂弧菌ElTor弧菌分枝桿菌屬芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬鏈球菌屬鉤端螺旋體屬脊髓灰質(zhì)炎病毒考克賽基病毒腸細胞病變?nèi)斯聝翰《竞裟c孤病毒腺病毒輪狀病毒肝炎病毒胃腸炎病毒溶組織內(nèi)阿米巴人等孢子球蟲蘭伯氏賈弟蟲日本吸血蟲鉤蟲蛔蟲蟯蟲牛肉滌蟲豬肉滌蟲表9-4幾種病原微生物在土壤中存活時間病原微生物病原微生物糞鏈球菌沙門氏菌志賀氏菌結(jié)核桿菌霍亂弧菌鉤端螺旋體炭疽桿菌溶組織內(nèi)阿米巴腸道病毒26~77天15~280天，>280天1~3個月>180天8~60天15~43天15~60年6~8天8~170天表9-6主要真菌毒素及其產(chǎn)生菌毒素種類毒素名稱主要的產(chǎn)生菌肝臟毒黃曲霉毒素雜色曲霉素島青霉素、黃天精、環(huán)氯素紅青霉毒素棕曲霉毒素黃曲霉、寄生曲霉雜色曲霉、構(gòu)巢曲霉島青霉紅青霉棕曲霉腎臟毒桔霉素曲酸桔青霉米曲霉神經(jīng)毒棒曲霉素黃綠青霉素麥芽米曲霉素蕁麻青霉、棒形青霉黃綠青霉米曲霉小孢變種造血組織毒擬枝孢鐮孢霉毒素雪腐鐮孢霉烯醇葡萄穗霉毒素擬枝孢鐮孢霉雪腐鐮孢霉葡萄穗霉光過敏性皮炎菌核病核盤霉毒素菌核病核盤霉二、微生物對環(huán)境污染的指示作用

我國現(xiàn)行飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定：細菌總數(shù)1ml的自來水不得超過100個，大腸桿菌數(shù)每升水中不得超過3個。水體受到糞便污染時，細菌總數(shù)和大腸桿菌數(shù)會相應增加，一般認為，1ml水中，如果細菌總數(shù)為10-100個為極清潔水；100-1000個為清潔水；1000-10000個為不太清潔水；10，000-100，000個為不清潔水；多于1000.000個為極不清潔水。

圖9-13光合細菌處理廢水一般工藝流程濃廢水（BOD10000ml/L)可溶化處理

調(diào)正pH值PSB處理No.1菌種槽回流培養(yǎng)槽

No.2No.3No.4沉淀池氧化池排放菌體利用

稀廢水BOD500ml/L左右

入水口氧化池活性污泥池一級凈化池最終凈化池（三級凈化池）二級凈化池出水口圖9-14污水凈化三級處理的模式圖表9-7污水凈化中三級處理的主要步驟處理步驟過程一級處理通過沉淀、篩分、加明礬和其他凝絮劑以及其他物理方法去除水中不溶的顆粒二級處理生物方法去除水中的可溶性有機物細流過濾活性污泥氧化塘延長通氣系統(tǒng)厭氧消化三級處理生物去除無機營養(yǎng)物化學去除無機營養(yǎng)物微生物的去除和滅活微量化學物質(zhì)的去除[引自LansingM.PrescottetalMicrobiology(fifthedition)]（二）微生物在處理廢氣中的作用及應用微生物過濾法(microorganismfiltermethod)是用含有微生物的固體顆粒吸收廢氣中的污染物，然后微生物再將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。常用的固體顆粒有土壤和堆肥，有的是專門設計的生物過濾床和微生物過濾箱。（三）微生物處理固體廢棄物的原理與應用1、好氧堆肥

2、厭氧堆肥主要參考書：[1]BullAT,GoodfellowM,SlaterJH.AnnualRevMicrobiol,1992,40:219～252.[2]AmannRI,LudwigW,SchleiferKH.MicrobiolRev,1995,59:143～169.[3]AmannR.SystApplMicrobiol,2000,23:1～8.[4]KooninEV,MushegianAR,GalperinMY,etal.MolecularMicrobiol,1997,25:619～637.[5]HugenholtzP,GoebleBM,PaceNR.JBacteriol,1998,180(18):4765～4774.[6]Presciit,LM.,Harley,JP.,Klein,DA.JMicrobiology,2002,421～693[7]Jenkins.D.,Olson,WaterandWastewaterMicrobiology,PergamonPress,1989[8]Tyagi,RD.andKannarVembu.WastewaterTreatmentbyImmobilizedCells.Florida:CRCPress,1990[9]Martin,AM.,BiologicalDegradationofWasters,London:Elsevier